110年:眼光概要

若光線從介質A斜向射入介質B,在A的入射角是θ₁,折射係數(refractive index )是1.5,B的入射角是θ₂,折射係數是1.7,根據Snell定律,下列何者正確?

Aθ₁=θ₂
Bθ₁<θ₂
Cθ₁>θ₂
D無法判斷θ₁和θ₂的大小關係

詳細解析

本題觀念:

本題考驗Snell 定律(Snell's law),比較光線從折射係數(refractive index)1.5 的介質 A 射入折射係數 1.7 的介質 B 時,入射角(θ₁)與折射角(θ₂)的大小關係。

選項分析

Snell 定律公式: n1sinθ1=n2sinθ2n_1 \sin\theta_1 = n_2 \sin\theta_2

已知:

  • 介質 A:n1=1.5n_1 = 1.5,入射角 θ1\theta_1
  • 介質 B:n2=1.7n_2 = 1.7,折射角 θ2\theta_2

代入公式: 1.5sinθ1=1.7sinθ21.5 \sin\theta_1 = 1.7 \sin\theta_2 sinθ2=1.51.7sinθ10.882sinθ1\sin\theta_2 = \frac{1.5}{1.7} \sin\theta_1 \approx 0.882 \sin\theta_1

由於 sinθ2<sinθ1\sin\theta_2 < \sin\theta_1,且 sin\sin 函數在 0°90°0°\sim90° 為單調遞增,所以: θ2<θ1θ1>θ2\theta_2 < \theta_1 \Rightarrow \theta_1 > \theta_2

(A) θ₁=θ₂ 錯誤。只有在 n1=n2n_1 = n_2 時,入射角才等於折射角(即光線不改變方向)。

(B) θ₁<θ₂ 錯誤。光從低折射率介質(n=1.5n=1.5)進入高

...(解析預覽)...